Programování v C++ 2, 8. cvičení

Transkript

1 Programování v C++ 2, 8. cvičení návrhový vzor iterátor 1 1 Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská České vysoké učení technické v Praze Zimní semestr 2018/2019

2 Přehled 1 2

3 Shrnutí minule procvičené látky Zadání dědění potomek může zastoupit předka časná a pozdní vazba virtuální metody čistě virtuální metody a abstraktní třídy příklad: spojový seznam iterátor seznamu Do třídy List přidejte veřejnou metodu, která ze seznamu odstraní prvek se zadanými daty.

4 Nalezení prvku se zadanými daty hledaná data ulož do zarážky prohledávej prvky seznamu od hlavy: dokud nenajdeš hledaná data, posuň se na další prvek našla-li se data v zarážce, vrat nullptr, jinak vrat ukazatel na nalezený prvek 1 Item* List::find(Data &what){ 2 last->setdata(what); 3 Item *p = first->next; 4 for(;p->getdata()!=what;p=p->next); 5 return (p == last? nullptr : p); 6 }

5 Smazání prvku se zadanými daty nalezni prvek, který má být smazán za předchůdce nalezeného prvku napoj jeho následníka před následníka nalezeného prvku napoj jeho předchůdce prvek smaž a sniž počítadlo prvků 1 bool List::remove(Data &what){ 2 Item *p = find(what); 3 if(!p){ return false; } 4 p->prev->next = p->next;} 5 p->next->prev = p->prev; 6 delete p; 7 counter--; 8 return true; 9 }

6 zobecnění indexovacího operátoru objekt, který poskytuje konzistentní prostředek pro procházení různých typů kontejnerů odstiňuje uživatele kontejneru od detailu implementace umožňuje psát znovupoužitelný kód základní operace třídy Iterator: 1 reset: vrátí iterátor před začátek datové struktury 2 next: posune se na další prvek a oznámí, zda je k dispozici další prvek 3 data: vráti data z aktuálního prvku tyto metody jsou ve třídě Iterator čistě virtuální implementace závisí na konkrétní datové struktuře, proto napsána až v odvozených třídách

7 Třídy Iterator a ListIterator 1 class Iterator{ //abstraktni trida 2 public: 3 Iterator(); 4 virtual ~Iterator(){} 5 virtual void reset() = 0; //ciste virtualni metody 6 virtual Data& data() = 0; //referencni funkce 7 virtual bool next() = 0; 8 }; 9 10 class List; //dopredna deklarace 11 class Item; class ListIterator: public Iterator{ 14 List *list; 15 Item *current; 16 public: 17 ListIterator(List *l); 18 virtual ~ListIterator(){} 19 virtual void reset(); 20 virtual Data& data(); 21 virtual bool next(); 22 };

8 Implementace metod 1 ListIterator::ListIterator(List *l) 2 : list(l), current(list->first) 3 {} 4 5 void ListIterator::reset(){ 6 current = list->first; 7 } 8 9 Data& ListIterator::data(){ 10 return current->data; 11 } bool ListIterator::next(){ 14 if(current==list->last){ 15 current = list->first->next; 16 } else{ 17 current = current->next; 18 } 19 if(current==list->last){ return false; } 20 else{ return true; } 21 }

9 Použití iterátoru Do seznamu doplníme metodu, která vytvoří iterátor: 1 ListIterator* List::getIterator(){ 2 return new IteratorSeznamu(this); 3 } Použití: 1 void processsequence(iterator *i){ //parametrem je 2 i->reset(); //ukazatel na predka 3 while(i->next()) 4 cout << i->data() << endl; 5 } 6 int main(){ 7 List l; ListIterator *it = l.getiterator(); 8 //zadej do seznamu data a seznam pak zpracuj 9 processsequence(it); 10 delete it; Funkce processsequence umí pracovat s libovolnou posloupností, ke které existuje iterátor

10 Příklad: dynamické pole 1 class Array{ 2 unsigned int capacity; 3 Data *data; 4 public: 5 Array(unsigned int N); 6 Array(const Array &original); 7 ~Array(); 8 Data& at(unsigned int idx){return data[idx];} 9 unsigned int size() const {return capacity;} 10 ArrayIterator* getiterator(); 11 }; vhodné přetížit operátor indexování

11 Implementace metod 1 Array::Array(unsigned int N) 2 : capacity(n), data(new Data[capacity]) 3 { 4 memset(this->data, 0, capacity*sizeof(data)); 5 } 6 7 Array::Array(const Array &original) 8 : capacity(original.capacity), 9 data(new Data[capacity]) 10 { 11 std::memcpy(this->data, original.data, capacity*sizeof(data)); 12 } Array::~Array(){ delete [] data; } ArrayIterator* Array::getIterator(){ 17 return new ArrayIterator(this); 18 } funkce memset vyplní blok paměti zadanou hodnotou funkce memcpy zkopíruje blok paměti

12 Iterátor pole 1 ArrayIterator::ArrayIterator(Array *a) 2 : array(a), index(array->size()){} 3 4 void ArrayIterator::reset(){ 5 index = array->size(); 6 } 7 8 Data& ArrayIterator::data(){ 9 return array->at(index); 10 } bool ArrayIterator::next(){ 13 if(index == array->size()){ 14 index = 0; 15 } else{ 16 index++; 17 } 18 return (index < array->size()); 19 }

13 Příklad: hledání nejmenšího prvku 1 #include <climits> 2 #include "iterator.h" 3 4 Data findmin(iterator *it){ 5 Data min = INT_MAX; 6 while(it->next()){ 7 if(it->data() < min) 8 min = it->data(); 9 } 10 it->reset(); 11 return min; 12 } opět bude fungovat pro libovolnou posloupnost, pro kterou je implementován iterátor

14 Závěr Shrnutí práce se spojovým seznamem přidání prvku na začátek seznamu smazání všech prvků destruktor nalezení prvku odstranění prvku návrhový vzor iterátor abstraktní iterátor iterátor seznamu použití iterátoru: nalezení nejmenšího prvku posloupnosti